Phương tiện giao thông đường sắt – Toa xe – Yêu cầu thiết kế

1. 
   Phạm vi áp dụng
   

Tiêu chuẩn này không qui định chi tiết về thiết kế giá chuyển hướng, bộ móc nối đỡ đấm và các phụ tùng chuyên dùng của toa xe khách.

2. 
   Tài liệu viện dẫn
   

TCVN 8546 : 2010 - Phương tiện giao thông đường sắt – Toa xe – Thuật ngữ và định nghĩa

TCVN 8893 : 2011 – Cấp kỹ thuật đường sắt

TCVN 7001 : 2002 - Dây đai an toàn

QCVN 08: 2011/BGTVT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia – Quy phạm kỹ thuật khai thác đường sắt

QCVN 18 : 2011/BGTVT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Kiểm tra, nghiệm thu toa xe khi sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu mới.

TCVN 8366 : 2010 - Bình chịu áp lực – Yêu cầu về thiết kế và chế tạo.

3. 
   Thuật ngữ và định nghĩa
   

1. 
   Toa xe khách: Bao gồm toa xe dùng để chở khách và toa xe phục vụ như toa xe ghế ngồi, toa xe giường nằm, toa xe hàng ăn, toa xe hành lý, toa xe bưu vụ, toa xe phát điện, không bao gồm toa xe động lực.
   

2. 
   Toa xe tiếp cận người khuyết tật: Toa xe khách phải đáp ứng thêm các yêu cầu riêng về thiết kế để người khuyết tật tiếp cận sử dụng.
   
3. 
   Toa xe hàng: Toa xe dùng để chuyên chở hàng hóa, không bao gồm toa xe động lực.
   
4. 
   Khổ giới hạn đầu máy toa xe: Đường bao của mặt cắt ngang lớn nhất của đầu máy toa xe đặt thẳng góc với tim đường.
   
5. 
   Tốc độ cấu tạo: Tốc độ vận hành lớn nhất được hạn chế bởi điều kiện an toàn và độ bền kết cấu mà toa xe có thể vận hành liên tục theo thiết kế.
   
6. 
   Tải trọng trục toa xe: Tổng tải trọng tĩnh của một trục bánh xe đè lên ray (bao gồm cả tự trọng và tải trọng ở trạng thái 100% tải) khi toa xe đỗ trên đường bằng và thẳng.
   
7. 
   Đầu toa xe số 1: Đầu toa xe có lắp đặt hãm tay.
   
8. 
   Cự ly trục cố định là cự ly giữa đường tâm của 2 trục cố định phía ngoài cùng (cách xa nhau nhất) ở điều kiện khung giá không bị cong vênh và bảo đảm chức năng dẫn hướng.
   
9. 
   Cự ly giá chuyển hướng: Cự ly theo phương ngang giữa tâm giá chuyển hướng đầu tiên và tâm giá chuyển hướng cuối cùng của toa xe.
   
10. 
    Giang cách bánh xe: Khoảng cách phía trong giữa 2 đai bánh hoặc vành bánh trong cùng một bộ trục bánh.
    
11. 
    Hệ thống hãm gió ép thông thường: Hệ thống hãm gió ép được điều khiển quá trình hãm bằng cách thay đổi áp suất ống hãm, các van phân phối trên toa xe nhận tín hiệu điều khiển này để thực thi quá trình hãm hoặc nhả hãm toa xe.
    
12. 
    Thiết bị hãm tay: Loại thiết bị hãm mà lực hãm được phát sinh từ lực quay tay.
    
13. 
    Hãm suất là tỉ số giữa tổng lực hãm trên vành bánh xe và trọng lượng của toa xe.
    

- Hãm suất không tải là hãm suất tính trên tự trọng của toa xe.

2. 
   Ghế ngồi cho người khuyết tật: Ghế dành cho người khuyết tật đi tầu được thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn giao thông tiếp cận người khuyết tật.
   
3. 
   Khu vực cho người khuyết tật: Khu vực có các chỗ ngồi hoặc giường nằm dành riêng cho người khuyết tật đi tàu.
   
4. 
   Độ tương phản: Mức độ phản xạ ánh sáng do sự khác biệt về mầu sắc của bề mặt các bộ phận hoặc thiết bị trên toa xe.
   
5. 
   Phòng hành khách: Phần bên trong toa xe dành cho hành khách đi tầu không bao gồm phòng vệ sinh, hành lang và lối cửa ra vào.
   
6. 
   Người khuyết tật: Bao gồm người khiếm thính, khiếm thị và người khuyết tật vận động.
   
7. 
   Xe lăn: Xe lăn có người ngồi và có kích thước đường bao như Hình 1.
   

2. 
   Người đi xe lăn: Người khuyết tật vận động không có khả năng đi lại được phải sử dụng xe lăn.
   
3. 
   Hệ thống neo giữ xe lăn: Hệ thống giữ không cho xe lăn tự di chuyển trong chỗ để xe lăn.
   
4. 
   Cầu dẫn lên xuống xe: Cơ cấu lắp trên toa xe tạo thành cầu để người dùng xe lăn có thể lên, xuống toa xe.
   
5. 
   Bàn nâng xe: Thiết bị chuyên dùng để đưa xe lăn chuẩn lên xuống toa xe tại các nhà ga.
   
3. 
   Hồ sơ thiết kế
   

Hồ sơ thiết kế toa xe phải bao gồm đầy đủ các tài liệu sau đây:

a) Bản thuyết minh thiết kế. Nội dung và qui cách của bản thuyết minh thiết kế phải tuân theo qui cách được qui định tại mục 4.2.

2. 
   Các bản vẽ thiết kế: Bao gồm bản vẽ tổng thể toa xe, các bản vẽ tổng thể cụm chi tiết hoặc hệ thống và các bản vẽ chi tiết. Qui cách trình bầy các bản vẽ thiết kế phải tuân theo qui định tại tiêu chuẩn liên quan.
   

2. 
   Qui cách hồ sơ thiết kế
   
   1. 
      Bản thuyết minh thiết kế
      

1. 
   Các căn cứ và yêu cầu thiết kế:
   

0. 
   Phải tuân thủ các căn cứ pháp lý và các văn bản liên quan đến mục đích yêu cầu sử dụng của khách hàng hoặc chủ đầu tư, phạm vi ứng dụng ... liên quan đến việc phân tích lựa chọn các giải pháp thiết kế một cách phù hợp.
   
1. 
   Phải nêu rõ các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng trong thiết kế toa xe.
   

Phải thuyết minh đầy đủ kết cấu tổng thể và các tham số, tính năng kỹ thuật cơ bản của toa xe: Vật liệu sử dụng cho kết cấu toa xe; Thông tin chung và thông số kỹ thuật cơ bản của một số thiết bị tổng thành chính được lựa chọn lắp đặt trên toa xe như Máy điều hoà không khí; Tổ hợp phát điện; Giá chuyển hướng, hoặc những thiết bị khác. Đánh giá kết luận về mức độ đáp ứng so với yêu cầu của khách hàng.

c) Thuyết minh hướng dẫn thi công, chế tạo, thử nghiệm:

Phải đưa ra được các hướng dẫn công nghệ phù hợp đối với cả tiến trình thi công. Các bước công nghệ đòi hỏi độ chính xác cũng như tính chất quan trọng cao thì phải có sự thuyết minh tỉ mỉ về tiêu chuẩn vật liệu, yêu cầu trình độ chuyên môn kỹ thuật, thiết bị dụng cụ, hướng dẫn công nghệ, phương pháp kiểm tra, tiêu chuẩn nghiệm thu.

4. 
   Thuyết minh hướng dẫn khai thác vận hành và bảo dưỡng, sửa chữa:
   

2. 
   Yêu cầu về tính toán
   

1. 
   Xác định kích thước toa xe thông qua Khổ giới hạn đầu máy toa xe trên đường cong: Đánh giá sự phù hợp với Khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc của đường sắt. Nếu toa xe được thiết kế có kích thước hình học và kết cấu bộ phận chạy tương tự với một loại hình toa xe đã được thẩm định phê duyệt thì không nhất thiết phải có tính toán này, nhưng phải tham chiếu loại toa xe đã được thẩm định và thuyết minh cụ thể về tính tương đương đó.
   
2. 
   Tính toán động lực học toa xe: Đánh giá kết luận được về sự phù hợp của một số chỉ tiêu động lực học toa xe chủ yếu như Độ êm dịu vận hành; Chỉ tiêu an toàn chống trật ray; Chỉ tiêu ổn định chống lật nghiêng.
   
3. 
   Tính toán sức bền toa xe: Phải tính toán sức bền thùng xe (toa xe có kết cấu toàn thân chịu lực), nhằm đưa ra kết cấu hợp lý, tối ưu hoá việc sử dụng vật liệu và đánh giá kết luận được về sức bền của kết cấu toa xe.
   
4. 
   Tính toán hãm: Phải tính toán hệ thống hãm gió ép và hệ thống hãm tay, nhằm đánh giá kết luận được về hãm suất, các chỉ tiêu giới hạn như: Cự ly hãm, khả năng chống lết bánh.
   
5. 
   Tính toán cân bằng nhiệt: Đối với toa xe lắp điều hoà không khí phải có tính toán cân bằng nhiệt và thông gió nhằm lựa chọn thiết bị phù hợp với các qui định hiện hành. Nếu toa xe được thiết kế có các tham số thiết kế tương tự với một loại hình toa xe lắp máy lạnh khác đã được thẩm định phê duyệt thì không nhất thiết phải có tính toán này, nhưng phải tham chiếu loại toa xe đã được thẩm định và thuyết minh cụ thể về tính tương đương đó.
   
6. 
   Tính toán hệ thống điện: Phải có tính toán và phân chia phụ tải theo pha, tính toán lựa chọn máy phát điện (đối với xe phát điện), tính toán lựa chọn thiết bị bảo vệ, dây dẫn. Nếu toa xe được thiết kế có tham số kết cấu và tính năng tương tương với một loại hình toa xe khác đã được thẩm định phê duyệt thì không nhất thiết phải có tính toán này, nhưng phải dẫn chiếu loại toa xe đã được thẩm định và thuyết minh cụ thể về tính tương đương đó.
   
7. 
   Tính toán bổ sung khác (nếu cần thiết) đối với một số loại toa xe chuyên dùng để đáp ứng nhiệm vụ thiết kế.
   

3. 
   Nội dung bản vẽ tổng thể
   

1. 
   Thể hiện đầy đủ, chính xác cấu tạo chính của toa xe với các kích thước hình học tổng thể theo cả 3 chiều (Dài; Rộng; Cao). Các kích thước theo chiều cao được thể hiện ở trạng thái tự nặng toa xe, chưa cấp nước và nhiên liệu.
   

c) Phải thể hiện đầy đủ và rõ ràng kết cấu cơ bản và kích thước chính của toa xe như: Bệ xe, thành xe, mui xe, sàn xe, bố trí mặt bằng trong xe, bố trí thiết bị chính dưới gầm xe để làm cơ sở cho các thiết kế cụm chi tiết và thiết kế chi tiết.

d) Bản vẽ cần phải ghi rõ các yêu cầu kỹ thuật chung và những hướng dẫn công nghệ cần thiết để tạo thuận lợi cho thi công đạt chất lượng qui định.

Bản vẽ phải ghi những đặc điểm, tham số kỹ thuật chủ yếu của toa xe và của các bộ phận tổng thành chính được sử dụng trên toa xe, bao gồm:

1. 
   Các kích thước chính toa xe, bệ xe;
   
2. 
   Tự trọng; Tải trọng;
   
3. 
   Tốc độ cấu tạo;
   
4. 
   Giá chuyển hướng: Phải ghi rõ kiểu loại và các thông số kỹ thuật chủ yếu;
   
5. 
   Đầu đấm móc nối: Phải ghi rõ kiểu loại đầu đấm móc nối, hộp giảm đấm;
   
6. 
   Hệ thống hãm: Ghi rõ kiểu loại van hãm, thùng gió phụ, kết cấu hãm gió ép, kết cấu hãm tay;
   
7. 
   Khung che gió đầu xe;
   
8. 
   Hệ thống thông gió và điều hoà không khí;
   
9. 
   Hệ thống điện; Máy phát điện (đối với toa xe phát điện): ghi rõ kiểu loại, công suất, số lượng máy phát điện.
   
10. 
    Hệ thống phát thanh;
    
11. 
    Hệ thống nước và thiết bị vệ sinh;
    
12. 
    Các hệ thống trang thiết bị khác được lắp đặt trên toa xe;
    
13. 
    Số lượng định viên (Hành khách và nhân viên);
    
14. 
    Đối với toa xe chuyên dùng hoặc toa xe đặc biệt khác, cần thuyết minh thêm phạm vi sử dụng và những qui định riêng trong khai thác sử dụng.
    

3. 
   Nội dung bản vẽ tổng thể bệ xe
   

1. 
   Bản vẽ tổng thể bệ xe phải thể hiện đầy đủ các kết cấu, liên kết, kích thước liên kết và dung sai đối với các kích thước chính và sai lệch hình học để làm cơ sở nghiệm thu bệ xe, bao gồm:
   

(2) Dung sai kích thước đường chéo giữa 2 tâm đầu xà gối.

(3) Sai lệch giữa đường tâm dọc của cối chuyển với đường tâm dọc bệ xe

(4) Độ vồng của bệ xe ( tính trong phạm vi tâm 2 xà gối).

(5) Độ vếch lên hoặc chúc xuống của đường tâm dọc xà kéo.

(6) Sai lệch tương đối giữa 2 mặt làm việc của 2 bệ đỡ đấm trên cùng một mặt cắt;

2. 
   Bản vẽ cần phải ghi rõ các yêu cầu kỹ thuật chung và những hướng dẫn công nghệ cần thiết. Phải quy định nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật hàn, quy định cụ thể các mối hàn quan trọng cần kiểm tra khuyết tật bằng phương pháp không phá huỷ.
   

3. 
   Nội dung bản vẽ kết cấu thép thân xe
   

1. 
   Bản vẽ thiết kế phải thể hiện đầy đủ các kết cấu, liên kết, kích thước liên kết; Phải quy định dung sai cho phép và sai lệch dạng hình học đối với các kích thước chính. Trị số dung sai cho phép theo qui định tại bảng 1.